張文華1,田　沈1,李　軍2,曹亞莉1,楊秀山1
( 1.首都師范大學(xué)生物系,北京100037;2.北京工業(yè)大學(xué)建工學(xué)院,北京100022)

摘　要:選用首都師范大學(xué)生物系保存的菌種,采用單一菌種和混合菌種對(duì)生物質(zhì)氣化洗焦廢水進(jìn)行生物降解,選擇 有較好降解生物質(zhì)氣化焦廢水能力的微生物。當(dāng)洗焦廢水含量為100mL/L時(shí),單一菌種和混合菌種可使洗焦廢 水中的cod去除率分別達(dá)到58.3%和81.4%?；旌暇N對(duì)洗焦廢水的降解率明顯高于單一菌種。當(dāng)洗焦廢水 含量分別為150mL/L,200mL/L和300mL/L時(shí),混合菌種s4對(duì)洗焦廢水的cod去除率分別是63.6%,56.7%和 51.2%,隨著洗焦廢水含量增加,微生物對(duì)其降解速度減慢,降解率降低。洗焦廢水含量在100mL/L以下時(shí),混合 菌種對(duì)其有理想的降解效果。
關(guān) 鍵詞:生物質(zhì)氣化;洗焦廢水;微生物降解中 圖分類號(hào):tk512　　　　
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a
abstract:single cultures and cocuLtures preserved in the Lab of capitaL normaL university were utiLized to treat tar-washed waste water in order to seLect the microorganis ms which had a high a biLity to degradate tar-washed waste water discharged from the process of biomass gasification.when tar-washed wastewater concentration was 100mL/L,the cod removaL rate reached 58.3%and81.4% by singLe cuLtures and co-cuLtures respectiveLy,the degradation rate of co-cuLtu resisobviousLy higher than that of singLe cuLtures.when tar-washed waste water concentration was inc reased to 150mL/L,200mL/L and 300mL/L,the cod removaL rate was 63.6%,56.7 % and 51.2% with co-cuLtures respectiveLy.higher concentration of tar-washed waste water diminish the decomposition significantLy,whereas,ideaL treat ment efficiency can be obtained by cocuLtures with tarwashed waste water concentration 100mL/L.
keywords:biomass gasification;tar-washed waste water;microbiaL degradation
生物質(zhì)原料是一種潛在的能源,全世界每年生物 質(zhì)產(chǎn)量約300億噸,作為能源消耗的生物質(zhì)約為1 3億噸,在世界能源消耗中居第四位,約占14%,僅占 全球生物質(zhì)資源的4%。生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用,是全 世界范圍內(nèi)需要解決的問(wèn)題。中國(guó)的生物質(zhì)資源極 為豐富,僅農(nóng)作物秸稈每年約有6億噸。將生物質(zhì) 熱解氣化作為發(fā)電或集中供氣,是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用 的一條重要途徑。生物質(zhì)熱解氣化在充分利用生物 質(zhì)資源、環(huán)境保護(hù)和保護(hù)生態(tài)等方面將發(fā)揮重要的 作用[1]。但在生物質(zhì)氣化過(guò)程中產(chǎn)生一定量的焦 油[2],這些焦油不似煉焦業(yè)那樣量大和集中可進(jìn)行 深加工,一般是用水沖洗形成洗焦廢水排放,其成分 非常復(fù)雜,是一種cod、nh3-n,酚類化合物含量 較高,含有雜環(huán)、多環(huán)類化合物難降解物質(zhì)的有機(jī)廢 水,其含有大量的有毒有害物質(zhì),對(duì)環(huán)境有較大的危 害。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)焦化廢水等含酚廢水的處理研究 較多[4-6],由于熱解原料不同,生物質(zhì)氣化洗焦廢 水與煉焦業(yè)焦化廢水的水質(zhì)差異很大。對(duì)生物質(zhì)氣 化洗焦廢水的微生物處理鮮有報(bào)道。楊秀山等報(bào)道 了生物質(zhì)氣化洗焦廢水和焦油可被微生物降解 [3],但可降解的洗焦廢水濃度較低(10mL/L)。本 文在參考文獻(xiàn)[3]的研究基礎(chǔ)上,進(jìn)一步選擇降解生 物質(zhì)氣化洗焦廢水能力強(qiáng)的微生物,報(bào)道了用單一 菌種及混合菌種對(duì)生物質(zhì)氣化洗焦廢水生物降解的 試驗(yàn)結(jié)果,為生物質(zhì)氣化洗焦廢水微生物處理的實(shí) 際應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 　
材料和方法1
.1　洗焦廢水洗
焦廢水由中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所提供 [3],cod值為9800mg/L左右。1
.2　接種物1
.2.1　單一菌種單
一菌種由首都師范大學(xué)生物系微生物實(shí)驗(yàn)室提 供,8株能在洗焦廢水含量為100mL/L的Lb瓊脂 平皿生長(zhǎng)的菌株,經(jīng)初步試驗(yàn),選擇生長(zhǎng)較好的4株 菌種進(jìn)行降解試驗(yàn),菌株編號(hào)c1、c2、h4、h6。經(jīng)L b液體培養(yǎng)基搖床培養(yǎng)(30℃,140r/min,24h)后作為
接種物,接種量1.5%～2%新鮮菌液。
.2.2　混合菌種s
1、s2、s3、s4混合菌種,接種于Lb液體培養(yǎng)基搖 床培養(yǎng)(條件同上)作為接種物,接種量同上。
.3　培養(yǎng)基
.3.1　Lb培養(yǎng)基:同文獻(xiàn)[7]。
.3.2　hp培養(yǎng)基,每100mL含mgso40.05g,( nh4)2so40.3g,k2hpo40.2g,胰蛋白胨0.2g,酵母 浸膏0.1g,nacL0.5g。培養(yǎng)基中加洗焦廢水濃度為100mL/L、150mL/L、200mL/L和300mL/L。
1.4　培養(yǎng)條件
恒溫水浴搖床,30℃,140r/min
1.5　測(cè)定方法
菌種生長(zhǎng)的吸光度值od,采用722光柵分光光 度計(jì)測(cè)λ=486nm的od,cod值,培養(yǎng)液經(jīng)9 000r/min離心20min,取上清液按文獻(xiàn)[8]測(cè)定 .
2　結(jié)果與討論
2.1　單一菌種對(duì)洗焦廢水的降解
當(dāng)4株單一菌種在洗焦廢水含量為100mL/L的 培養(yǎng)液中生長(zhǎng)時(shí),不同菌株的生長(zhǎng)均受到焦油成分 的抑制,生長(zhǎng)遲滯期均在3d以上。
4個(gè)菌株對(duì)洗焦廢水中cod的去除率如圖1

所示,由圖1知,經(jīng)過(guò)5d的培養(yǎng)后,c對(duì)cod去除率 最高,h6次之,二者分別達(dá)到58.3%和55.1%,c 2的降解率在第3d達(dá)到最高,為43.9%,隨后降低 ,表明該菌株降解能力較弱,自溶較快,耐受性也較 弱。h4也低于c1和h6,c1和h6的降解能力較強(qiáng) ,經(jīng)進(jìn)一步馴化后,可望提高降解率。
2.2　混合菌種對(duì)洗焦廢水的降解
洗焦廢水含量為100mL/L時(shí),s1、s2、s3和s4的降解效果從圖2可以看出,培養(yǎng)5d后,s1、s2、s3和s4對(duì)洗焦廢水的cod最高去除率分別為67.4%,53.5%,79.2%和81.4%。除s2外,混合菌種的降解率均明顯高于單一菌種。
2.3　洗焦廢水濃度對(duì)微生物降解的影響
將降解率最高的s4接種于洗焦廢水含量為150mL/L、200mL/L和300mL/L的培養(yǎng)液中,微生物降解的情況如圖3表所示,從圖3中可知,隨著洗焦廢水濃度增大,s4對(duì)洗焦廢水cod的降解速度減慢,降解率降低。150mL/L、200mL/L和300mL/L的cod最高降解率分別63.6%,56.7%和512%,達(dá)到最高降解率的時(shí)間隨洗焦廢水濃度增加而


逐漸延長(zhǎng)。分別為6d,7d和8d。洗焦廢水濃度增大,毒害物質(zhì)濃度增加,對(duì)微生物的抑制和毒害作用增大,同時(shí)降解能力減弱。通過(guò)對(duì)洗焦廢水的物化預(yù)處理,降低有毒有害物質(zhì)濃度以減輕對(duì)生化降解微生物的抑制作用,是值得和需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。
3　結(jié)　論
1)　單一菌種對(duì)生物質(zhì)氣化洗焦廢水的降解速 度和降解率低于混合菌種。當(dāng)洗焦廢水濃度為100mL/L時(shí),經(jīng)過(guò)5d處理,單一菌種對(duì)洗焦廢水的最高降解率cod為58.3%,而混合菌種s可達(dá)到81.4%?；旌暇Ns4是降解洗焦廢水的較好微生物。
2)　生物質(zhì)氣化洗焦廢水含有對(duì)微生物生長(zhǎng)有抑制或毒害的物質(zhì),洗焦廢水濃度增大,明顯抑制微生物的生長(zhǎng)速度和降解效率,洗焦廢水濃度為1 00mL/L、150mL/L、200mL/L和300mL/L時(shí),混合 菌種s4對(duì)洗焦廢水cod的最高降解率分別為8 1.4%、63.6%、56.7%、51.2%。達(dá)到此去除率的處 理時(shí)間分別為6d(100,150mL/L)7d(200mL/L)和 8d(300mL/L)。
3 )　采取適當(dāng)方法將洗焦廢水進(jìn)行預(yù)處理,可達(dá) 到進(jìn)一步縮短處理洗焦廢水的時(shí)間和提高處理效率 的目的。
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